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Three-dimensional dusty plasmas : from single particle dynamics to the global structure

  • This thesis is devoted to experiments on three-dimensional dust clouds which are confined in low temperature plasmas. Such ensembles of highly electrically charged micrometer-sized particles reveal fascinating physics, such as self-excited density waves and vortices. At the same time, these systems are challenging for experimental approaches due to their three-dimensional character. In this thesis, new optical diagnostics for dusty plasmas have been developed and, in combination with existing techniques, have been used to study these 3D dusty plasmas on different size and time scales.
  • In dieser Arbeit werden Experimente zu dreidimensionalen, räumlich ausgedehnten Staubwolken in Niedertemperaturplasmen vorgestellt. Diese Wolken bestehen aus mikrometergroßen Partikeln, die sich im Plasma stark elektrisch aufladen und dadurch interessante physikalische Effekte wie z.b. selbsterregte Staubdichtewellen und Wirbelströmungen aufweisen. Dabei ist der dreidimensionale Charakter dieser Systeme auch eine Herausforderung für den experimentellen Zugang. Daher werden in dieser Arbeit neuartige optische Diagnostiken präsentiert. Diese wurden im Verbund mit etablierten Techniken eingesetzt, um dreidimensionale staubige Plasmen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen zu charakterisieren.

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Metadaten
Author: Carsten Killer
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002519-7
Title Additional (German):Dreidimensionale staubige Plasmen : von der Einzelteilchendynamik zur globalen Struktur
Advisor:Prof. Dr. André Melzer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/05/09
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2016/05/04
Release Date:2016/05/09
Tag:Staubiges Plasma, Tracerpartikel, Wellen
Dusty Plasma, Tracer particles, Waves
GND Keyword:Plasmadiagnostik, Plasmaphysik, Tomographie
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
PACS-Classification:50.00.00 PHYSICS OF GASES, PLASMAS, AND ELECTRIC DISCHARGES / 52.00.00 Physics of plasmas and electric discharges (for space plasma physics, see 94.05.-a; for astrophysical plasmas, see 95.30.Qd; for physics of the ionosphere and magnetosphere, see 94.20.-y and 94.30.-d respectively) / 52.27.-h Basic studies of specific kinds of plasmas / 52.27.Lw Dusty or complex plasmas; plasma crystals
50.00.00 PHYSICS OF GASES, PLASMAS, AND ELECTRIC DISCHARGES / 52.00.00 Physics of plasmas and electric discharges (for space plasma physics, see 94.05.-a; for astrophysical plasmas, see 95.30.Qd; for physics of the ionosphere and magnetosphere, see 94.20.-y and 94.30.-d respectively) / 52.35.-g Waves, oscillations, and instabilities in plasmas and intense beams (see also 94.20.wf Plasma waves and instabilities in physics of the ionosphere; 94.30.cq MHD waves, plasma waves, and instabilities in physics of the magnetosphere; 96.50.Tf MHD waves, pl
50.00.00 PHYSICS OF GASES, PLASMAS, AND ELECTRIC DISCHARGES / 52.00.00 Physics of plasmas and electric discharges (for space plasma physics, see 94.05.-a; for astrophysical plasmas, see 95.30.Qd; for physics of the ionosphere and magnetosphere, see 94.20.-y and 94.30.-d respectively) / 52.70.-m Plasma diagnostic techniques and instrumentation